Лабораторная работа №10 (часть 2)


НазваниеЛабораторная работа №10 (часть 2)
страница7/11
Дата публикации03.07.2013
Размер1.15 Mb.
ТипЛабораторная работа
userdocs.ru > Физика > Лабораторная работа
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11

^ 2. Изучение вынужденных колебаний в RLC-контуре
Контрольное задание 2
Теперь вам необходимо выполнить вариант задания, указанный преподавателем, из следующего списка. Полученные результаты необходимо занести в лабораторную тетрадь.
Вариант 1.

Цепь, состоящую из последовательно соединенных конденсатора емкости C = 100 мкФ, катушки с индуктивностью L = 3 мГн (без активного сопротивления) и резистора с сопротивлением R = 0,9 Ом, подключили к переменному напряжению V cos t в момент t = 0.

Найти для амплитуды V = 20 В и частоты  = 1500 1/с напряжения:

1) амплитуду напряжения на конденсаторе VC;

2) значения сопротивлений катушки индуктивности XL и конденсатора XC;

3) векторную диаграмму напряжений.
Вариант 2.

Концы цепи, состоящей из последовательно включенных конденсатора емкости C = 50 мкФ, катушки с индуктивностью L = 2,5 мГн (без активного сопротивления) и резистора с сопротивлением R = 1,2 Ом, подсоединили к переменному напряжению V cos t частоты  и амплитуды V = 110 В. При этом значение амплитуды установившегося напряжения на конденсаторе VC = 220 В.

Найти:

1) значение частоты переменного напряжения;

2) значения сопротивлений катушки индуктивности XL и конденсатора XC;

3) векторную диаграмму напряжений.
Вариант 3.

Цепь переменного тока, состоящая из последовательно соединенных конденсатора емкости C = 8,2 мкФ, катушки с индуктивностью L (без активного сопротивления) и резистора с сопротивлением R = 1 Ом, подключена к источнику переменной ЭДС V cos t. Индуктивность катушки L подобрана так, что на частоте = 1500 1/с сопротивление индуктивности XL = 4,2 Ом. Найти индуктивность L и векторную диаграмму напряжений на частоте .

Вариант 4.

Цепь из последовательно соединенных конденсатора емкости C = 50 мкФ, катушки с индуктивностью L = 1,5 мГн (без активного сопротивления) и резистора с сопротивлением R = 0,9 Ом подключена к сети переменного напряжения V cos t с амплитудой V = 50 В и частотой вынужденных колебаний  = 2500 1/с.

Найти:

1) значение амплитуды VC напряжения на конденсаторе;

2) значения сопротивлений конденсатора XC и катушки индуктивности XL;

3) векторную диаграмму напряжений.
Вариант 5.

Цепь из последовательно соединенных конденсатора емкости C = 83 мкФ, катушки индуктивности L = 3 мГн (без активного сопротивления) и резистора с сопротивлением R = 1 Ом подключили к источнику гармонического напряжения V cos t, частоту которого можно менять, не изменяя его амплитуды V.

Найти:

1) значения частот 1 и 2, при которых амплитуда напряжения на конденсаторе VC = 2V;

2) векторные диаграммы, значения сопротивлений конденсатора XC и катушки индуктивности XL на частотах 1 и 2;

3) значение частоты 3 , на которой XC = XL, и векторную диаграмму напряжений на этой частоте.
Вариант 6.

Переменное напряжение V cos t с частотой  = 2150 1/с и амплитудой V = 100 В подключено к концам цепи, состоящей из последовательно соединенных конденсатора емкости C, катушки с индуктивностью L = 1,3 мГн (без активного сопротивления) и резистора с сопротивлением R = 0,7 Ом. При каком значении емкости C конденсатора амплитуда напряжения на нем VC = 198 В? Каковы при этом векторная диаграмма и значения сопротивлений конденсатора XC и катушки индуктивности XL?

Вариант 7.

В колебательный контур, состоящий из последовательно соединенных конденсатора емкости ^ C, катушки с индуктивностью L = 2,2 мГн (без активного сопротивления) и резистора с сопротивлением R = 2,2 Ом, последовательно включен источник переменной ЭДС V cos t. Найти значение емкости C колебательного контура, если известно, что при резонансе напряжение VC на конденсаторе в 3 раза превышает напряжение V на источнике, т.е. VC/V = 3. Каковы при этом векторная диаграмма напряжений и значения сопротивлений конденсатора XC и катушки индуктивности XL?
Вариант 8.

Цепь переменного тока, состоящая из последовательно соединенных конденсатора емкости C = 50 мкФ, катушки с индуктивностью L (без активного сопротивления) и резистора с сопротивлением R = 0,8 Ом, подключена к источнику переменной ЭДС V cos t. Индуктивность катушки L подобрана так, что на частоте  = 5900 1/с сопротивление индуктивности XL = 5,9 Ом? Найти индуктивность L и векторную диаграмму напряжений на частоте .
Вариант 9.

Последовательно соединенные конденсатор емкости C = 52 мкФ, катушка с индуктивностью L (без активного сопротивления) и резистор с сопротивлением R = 0,8 Ом подключены к источнику гармонического напряжения V cos t, круговую частоту которого можно менять, не изменяя его амплитуды V. При частотах 1 = 3340 1/с и 2 = 4520 1/с амплитуда напряжения на конденсаторе оказалась одинаковой и равной VС = 3V. Найти индуктивность L катушки. Каковы на частотах 1 и 2 векторные диаграммы напряжений и значения сопротивлений конденсатора XС и катушки индуктивности XL?
Вариант 10.

К концам цепи, состоящей из последовательно соединенных конденсатора емкости C = 100 мкФ, катушки с индуктивностью L = 2,5 мГн (без активного сопротивления) и резистора с сопротивлением R = 0,8 Ом, подают поочередно два переменных напряжения V cos t одинаковой амплитуды V, но разной частоты. Частота одного напряжения равна собственной частоте 0, другого - 2 0. Найти отношение амплитуд напряжения на конденсаторе, возбуждаемых обоими напряжениями. Найти это же отношение в случае, если сопротивление резистора увеличить до R = 1,6 Ом.

Контрольные вопросы


  1. Что такое свободные незатухающие колебания?

  2. Чему равна собственная частота незатухающих колебаний контура?

  3. Что такое затухающие колебания?

  4. На что расходуется энергия при затухающих колебаниях?

  5. Что такое вынужденные колебания?

  6. Опишите особенности преобразований амплитуд напряжений и токов и их фаз на различных элементах контура.

  7. Опишите явление резонанса в колебательном контуре.

Лабораторные работы по оптике и квантовой физике
Лабораторная работа № 16 (часть 1).

Интерференция. Кольца Ньютона.
^ 1. Краткая теория
bm170 bm171
Интерференционная картина, возникающая в прослойке воздуха между плоской стеклянной пластиной и наложенной на нее плоско-выпуклой линзой большого радиуса кривизны, имеет вид концентрических светлых и темных колец. Эта картина получила название колец Ньютона. Радиусы rm колец Ньютона зависят от длины волны падающего света. В центре картины всегда наблюдается темное пятно.

Объяснение этому явлению было дано Юнгом на основе волновых представлений. Кольца Ньютона есть результат интерференции волн, отраженных от выпуклой поверхности линзы и плоской поверхности стеклянной пластинки. Между этими волнами возникает разность хода, равная удвоенной толщине воздушного зазора а в данном месте (при нормальном падении света на систему). Если эта разность хода равна целому числу длин волн, обе волны усиливают друг друга и возникает интерференционный максимум. Если разность хода равна полуцелому числу длин волн, то возникает интерференционный минимум - волны гасят друг друга. Явление осложняется тем, что при отражении от стеклянной пластины (то есть от границы воздух-стекло) происходит изменение фазы колебаний световой волны на , что соответствует увеличению разности хода . Вследствие этого в центре картины, в области, где толщина зазора между линзой и плоской пластиной значительно меньше длины волны , наблюдается интерференционный минимум - темное пятно.

Расчет показывает, что радиус rm m-го темного кольца выражается формулой
bm172
где R - радиус кривизны выпуклой поверхности линзы. Измеряя на опыте радиусы темных колец, можно по известному значению длины волны определить радиус кривизны поверхности линзы.
^ 2. Исследование колец Ньютона
Компьютерная модель, которая используется в работе, соответствует установке для наблюдения колец Ньютона в отраженном свете и рассчитывает радиус темных колец Ньютона.
^ Контрольное задание 1
Теперь вам необходимо выполнить указанный преподавателем вариант следующего задания. Полученные результаты нужно занести в лабораторную тетрадь.
Вариант 1.

При наблюдении колец Ньютона в отраженном синем свете ( = 450 нм) с помощью плоско-выпуклой линзы, положенной на плоскую пластинку, радиус первого темного кольца оказался равным r1 = 0,48 мм. После замены синего светофильтра на красный был измерен радиус пятого темного кольца, оказавшийся равным r5 = 1,2969 мм. Найти радиус кривизны R линзы и длину волны красного света.
Вариант 2.

Установка для получения колец Ньютона освещается монохроматическим светом. Наблюдение ведется в отраженном свете. Радиусы двух соседних темных колец равны соответственно 1,12583 мм и 1,3 мм. Радиус кривизны линзы равен R = 70 см. Найти порядковые номера колец и длину волны падающего света.
Вариант 3.

Ньютоновы кольца образуются между плоским стеклом и линзой с радиусом кривизны R = 100 см. Монохроматический свет падает нормально. Измерениями в отраженном свете установлено, что диаметр четвертого темного кольца (считая центральное темное пятно за нулевое) равен d4 = 2,52 мм. Найти длину волны  падающего света.
Вариант 4.

Установка для получения колец Ньютона освещается белым светом, падающим нормально. Наблюдение производится в отраженном свете. Радиус кривизны линзы равен R = 90 см. Найти:

а) радиус r4 четвертого синего кольца (1 = 450 нм) и

б) радиус r3 третьего красного кольца (2 = 630 нм).
Вариант 5.

Установка для получения колец Ньютона освещается светом, падающим нормально. Наблюдение производится в отраженном свете. Какое по порядку темное кольцо m, соответствующее линии 1 = 500 нм, совпадает со следующим m+1 темным кольцом, соответствующим линии 2 = 400 нм?
Вариант 6.

Для наблюдения колец Ньютона в отраженном свете используют плосковыпуклую линзу с радиусом кривизны R = 160 см. Определить радиусы r4 4-го и r9 9-го темных колец ( = 625 нм).
Вариант 7.

Радиус кривизны плосковыпуклой линзы R = 75 см. Чему равна длина волны падающего света, если радиус 5-го темного кольца в отраженном свете равен r5 = 1,677 мм?

Вариант 8.

Определить радиус r4 4-го темного кольца Ньютона, если для наблюдения колец Ньютона в отраженном свете при длине волны  = 610 нм используют плосковыпуклую линзу с радиусом кривизны R = 120 см.
Вариант 9.

Определить радиус R кривизны плосковыпуклой линзы, которая вместе с пластинкой позволяет наблюдать кольца Ньютона при освещении желтой линией натрия ( = 589 нм), причем в отраженном свете расстояние между 1-м и 2-м темными кольцами будет равно r2 - r1 = 0,4142 мм.
Вариант 10.

Установка для получения колец Ньютона освещается светом, падающим нормально. Наблюдение производится в отраженном свете. Какое по порядку темное кольцо m, соответствующее линии 1 = 700 нм, совпадает с m+2 темным кольцом, соответствующим линии 2 = 456 нм?
Вариант 11.

Во сколько раз возрастет радиус 1-го темного кольца Ньютона, наблюдаемого в отраженном свете, при увеличении длины световой волны в полтора раза?

Вариант 12.

Диаметр второго темного кольца Ньютона при наблюдении в отраженном свете (= 380 нм) d2 = 1,24451 мм. Определить радиус R кривизны поверхности линзы, взятой для опыта.

Теперь можно перейти ко второй части лабораторной работы.

Лабораторная работа № 16 (часть 2).

Интерференция. Опыт Юнга
^ 3. Краткая теория
bm173
Интерференцией световых волн называют сложение двух волн, в результате которого наблюдается усиление и ослабление результирующих световых колебаний в различных точках пространства.

В интерференционных схемах луч света приходит от источника света к точке наблюдения по двум различным путям. Результат интерференции зависит от разности оптических путей (разности хода ), пройденных этими лучами, и от длины световой волны . Если разность хода равна целому числу длин волн: = m, наблюдается интерференционный максимум (светлая полоса).

При разности хода, кратной нечетному числу полуволн:  = (2m+1)/ 2, наблюдается интерференционный минимум (темная полоса).

Ширина l наблюдаемых интерференционных полос на экране зависит от длины волны света и от угла между интерферирующими лучами. При симметричном расположении экрана по отношению к падающим лучам: l  .

Исторически первым интерференционным опытом, получившим объяснение на основании волновой теории света, явился опыт Юнга (1802 г.). В опыте Юнга свет от источника проходит через две близко расположенные щели. Световые пучки, расширяясь вследствие дифракции, падают на белый экран. В области перекрытия световых пучков наблюдаются интерференционные полосы.

Если расстояние между двойной щелью и экраном, на котором наблюдается интерференционная картина, равно ^ L, а расстояние между щелями равно d, то угол  схождения лучей на экране равен  = d / L (при d<) и, следовательно, ширина интерференционных полос

l = L /d .

Измеряя ширину полос l , Юнг впервые измерил длины волн световых лучей разного цвета.
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11

Похожие:

Лабораторная работа №10 (часть 2) iconЛабораторная работа №3
Цель занятия: Работа в программе Проводник. Работа в системе окон Мой компьютер; быстрый поиск объектов; настройки пользовательского...
Лабораторная работа №10 (часть 2) iconЛабораторная работа 2012. Фэф часть 1
Перед выполнением лабораторной работы необходимо изучить «Методические указания к выполнению лабораторной работы по дисциплине «Статистика»,...
Лабораторная работа №10 (часть 2) iconЛабораторная работа №1
Работа в интегрированной среде borland pascal на примере программ линейной структуры
Лабораторная работа №10 (часть 2) iconЛабораторная работа Работа с почтовым клиентом
Майкрософт. Office Outlook 2010 помогает пользователям лучше распоряжаться временем и информацией, устанавливать любые контакты,...
Лабораторная работа №10 (часть 2) iconЛабораторная работа № Работа с массивами и записями
Получить представление о том, что такое массив и научиться разрабатывать алгоритмы решения задач с использованием массивов в среде...
Лабораторная работа №10 (часть 2) iconЛабораторная работа 3 Теоретическая часть
Оборотные средства — это совокупность оборотных производственных фондов и фондов обращения в денежном выражении. Эти составные части...
Лабораторная работа №10 (часть 2) iconЛабораторная работа №6 Работа с отчетами
Получить практические навыки работы с отчетами в бд microsoft Office Access 2003, научиться создавать отчеты и задавать параметры...
Лабораторная работа №10 (часть 2) iconЛабораторная работа №9 Тема: Построение модели межотраслевого баланса
Каждая отрасль является «чистой» − это условная отрасль, которая объединяет все производство данного продукта независимо от ведомственной...
Лабораторная работа №10 (часть 2) iconЛабораторная работа

Лабораторная работа №10 (часть 2) icon1 Работа в среде Visual Studio. Net 200 Часть II. Программирование на vb – первый уровень 200
Работа с мышью и клавиатурой 201 Часть III. Программирование на vb второй уровень 201
Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2015
контакты
userdocs.ru
Главная страница